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PVD工作原理
2023-04-19

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)工艺是指采用物理方法,如真空蒸发、溅射 (Sputtering)镀膜、离子体镀膜和分子束外延等,在圆片表面形成薄膜。在超大规模集成电路产业中,使用最广泛的 PVD 技术是溅射镀膜,主要应用于集成电路的电极和金属互连。溅射镀膜是在高度真空条件下,稀有气体(如氩气 Ar)在外加电场作用下电离成离子(如 Ar),并在高电压环境下轰击材料靶源,撞击出靶材的原子或分子,经过无碰撞飞行过程抵达圆片表面形成薄膜。氩气(Ar)的化学性质稳定,其离子不会与靶材和薄膜产生化学反应。随着集成电路芯片进入0. 13um 铜互连时代,铜的阻挡材料层采用了氮化钛(TiN)或氮化钽(TaN)薄膜,产业技术的需求推动了对化学反应溅射技术的研发,即在溅射腔里,除了氩气,还有反应气体N2,这样从靶材Ti 或 Ta 轰击出来的Ti 或Ta 与氮气反应,生成所需的 TiN 或TaN 薄。


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